¿Por qué hidrógeno?

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El hidrógeno en un elemento químico simple y muy abundante en todo el universo. En nuestro planeta podemos encontrarlo unido a otros elementos como el agua y la mayoría
de los compuestos orgánicos.

Cuando reacciona con oxígeno, desprende energía y forma agua, produciendo una combustión en la que el combustible es el hidrógeno. Electrólisis es el proceso de separación de oxígeno e hidrógeno.

A día de hoy nuestro sistema energético se basa en la utilización de combustibles fósiles
como son el petróleo, carbón y gas natural. Estos combustibles ocasionan fundamentalmente dos problemas:

  1. Son muy contaminantes, liberando en su combustión CO2
  2. Las reservas fósiles son finitas y acabarán por agotarse

Por el contrario, el hidrógeno no es contaminante. Además, es inagotable y, por tanto,
completamente sostenible.

“El hidrógeno no es contaminante, es inagotable y completamente sostenible”

CARENCIAS ACTUALES

Al no encontrarse el hidrógeno en estado libre, es necesario desarrollar sistemas capaces de producirlo eficientemente. Por otro lado, también se debe invertir en infraestructuras para suministrar este hidrógeno.

En este sentido, no podemos considerar al hidrógeno como fuente primaria de energía sino como un medio para transportar energía, por ello se le llama Vector Energético. El hidrógeno se transformará en energía a través de un proceso químico con el oxígeno que se desarrolla en una pila de hidrógeno.

LEGISLACIÓN

El Gobierno ha aprobado en octubre de 2020 la “Hoja de Ruta del Hidrógeno: una
apuesta por el hidrógeno renovable” para impulsar el despliegue de este vector energético sostenible, que será clave para que España alcance la neutralidad climática, con un sistema eléctrico 100% renovable, no más tarde de 2050.

Desde el Consejo General de Colegios Oficiales de Ingenieros Industriales, se han analizado los puntos recogidos en la Hoja de Ruta mencionada, sacando algunas conclusiones y proponiendo también ciertas propuestas de mejora.

El desarrollo y aplicación de las tecnologías del hidrógeno, especialmente del de
origen renovable, acumula un importante retraso en nuestro país. Buena parte de los
países desarrollados, incluidos muchos de la UE, disponen desde hace años de estrategias
u hojas de ruta equivalentes a las que ahora se están elaborando en España.

Un ejemplo de este retraso puede encontrarse si se comparan datos relativos a
las infraestructuras disponibles para cargar hidrógeno en vehículos eléctricos de pila de
combustible. Datos actuales indican que en Europa existen 139 estaciones de servicio de
hidrógeno, de las cuales 121 permiten cargar hidrógeno gas a una presión de 700 bar y el
resto a 350 bar. España sólo cuenta con 5 (2 en Andalucía y 3 en Aragón), aunque a día de
hoy muy probablemente no todas ellas se encuentran operativas. El despliegue de ésta, o
de otras infraestructuras relacionadas con la industria y no con la movilidad, es absolutamente necesario si se desea utilizar el hidrógeno renovable para descarbonizar actividades que no pueden descarbonizarse mediante otra alternativa. En países como EEUU, Japón o Alemania se optó por ir desarrollando esta infraestructura almacenando, transportando y comercializando hidrógeno gris, con planes bien establecidos para sustituirlo por hidrógeno verde. En España, esta apuesta, aunque reclamada desde diversas instancias, no ha encontrado ningún eco significativo hasta la fecha, con lo que nos encontramos con el reto de no sólo desarrollar la producción de hidrógeno verde, sino la de crear toda la infraestructura que podría estar, al menos en parte, desarrollada. Similar retraso puede encontrarse en la trasposición de normativas europeas o en el establecimiento de normativas previas que, aún hoy, es una tarea pendiente.

“El desarrollo y aplicación de las tecnologías del hidrógeno renovable acumula un importante retraso en España”

Otro punto a revisar de la Hoja de Ruta tiene que ver con las aplicaciones del hidrógeno relacionadas con la movilidad. Se insiste en el especial interés de este vector energético
para transporte pesado, flotas de vehículos, aviación o trazados ferroviarios no electrificados. Sin embargo, en bastantes ocasiones no se incluyen los vehículos particulares o turismos. Dado que no se han resuelto con claridad las aplicaciones más adecuadas en este sector para los vehículos eléctricos con solo baterías o los que cuentan con pila de combustible y baterías, sería bueno incluir este segmento de la movilidad teniendo en cuenta que el crecimiento del parque automovilístico de este segundo tipo puede colaborar a rentabilizar la infraestructura de recarga de hidrógeno, y contando también con que existen países europeos con apuestas firmes por la generalización del uso de este tipo de vehículos.

Es importante también hablar de electrolizadores y su uso. Los electrolizadores en la
actualidad necesitan un agua muy limpia y/o tratada, por lo tanto, se debería regularizar su
empleo sin competir ni poner en riesgo el uso de esta tecnología que amenace la disponibilidad de un recurso tan escaso como el del agua de consumo humano.

Y es que se necesita un estudio en el área de I+D+i de trabajo con electrolizadores que
empleen agua salada, un recurso más abundante que, en consecuencia, conllevaría la
instalación de plantas de producción de hidrógeno verde en las zonas de costa.

“A veces no se incluyen los vehículos particulares o turismos en las aplicaciones del hidrógeno relacionadas con la movilidad”

LOS COLORES DEL HIDRÓGENO

El hidrógeno es un gas incoloro. Entonces, ¿por qué hablamos del hidrógeno negro, gris,
marrón, azul y verde?

La denominación de los colores del hidrógeno viene dada en función de la forma de producirlo y es un indicativo de la cantidad de CO2 que se libera durante el proceso, es decir, de lo “limpio” que es.

El hidrógeno negro es el que mayor huella de carbono genera, ya que se extrae de combustibles no renovables como el petróleo o el carbón. Es el más contaminante y menos
sostenible.

El hidrógeno marrón es producto de la gasificación del carbón y durante su producción se libera CO₂. Aunque se considera un sistema de producción de bajas emisiones, no está completamente libre de ellas.

A partir de la reformación de metano por vapor a partir de gas natural se produce hidrógeno gris. Actualmente, este es el sistema de producción más utilizado y también genera emisiones de CO₂.

“El hidrógeno verde normalmente utilizado para alimentar maquinaria, es el único que puede funcionar en una economía totalmente descarbonizada”

El hidrógeno gris es el sistema de producción más utilizado actualmente y genera emisiones CO2

El hidrógeno azul es prácticamente neutro en emisiones de carbono. Se produce a partir
de gas natural y del uso de la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC).

Por otra parte, cuando el hidrógeno se obtiene a partir de un proceso de electrólisis
limpio en emisiones, es decir, de la división de moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno
utilizando una corriente eléctrica generada por renovables como la fotovoltaica, la eólica o la hidroeléctrica, lo llamamos hidrógeno verde. Este es el único que puede funcionar en una economía totalmente descarbonizada. Normalmente este tipo de energía es utilizada
para alimentar maquinaria.

LOS COSTES DE PRODUCIR HIDRÓGENO Y SU EVOLUCIÓN ESPERADA

Hoy en día, prácticamente la totalidad del hidrógeno producido en el mundo proviene
de combustibles fósiles. Según Wood Mackenzie, consultora de recursos naturales, el
hidrógeno negro, marrón y gris representan el 99,6% del total de la producción mundial.

Eso significa que sus costes de producción están muy ligados a los precios de los combustibles fósiles, sobre todo del gas natural. El hidrógeno gris es el de menor coste de producción debido al bajo precio del gas. En cuanto a los costes de producción del hidrógeno verde, estos están estrechamente ligados a los precios de la electricidad. Se espera que para 2040 el coste de producción del hidrógeno verde se reduzca alrededor de un 65%, gracias a la competitividad de los precios de la fotovoltaica, mientras que los costes de producción del hidrógeno gris y azul aumenten más de un 80% debido al encarecimiento de los precios del gas natural. Es alrededor de esta fecha, 2040, cuando probablemente los costes de producción de hidrógeno verde se igualen a los del hidrógeno procedente de combustibles fósiles.

“Hoy en día casi la totalidad del hidrógeno producido proviene de combustibles fósiles”

La producción de hidrógeno de bajas emisiones está aumentando rápidamente, sobre
todo con electrolizadores, aunque su presencia sea aún muy simbólica. Cada vez son más
los proyectos innovadores que apuestan por utilizar el hidrógeno, sobre todo en el sector
de la industria y el transporte.

PLANTAS DE HIDRÓGENO EN ESPAÑA

Las grandes empresas españolas se han involucrado bastante en el desarrollo de las
plantas de hidrógeno. Actualmente están en proyecto las siguientes:

  • En Puertollano (Ciudad Real), Iberdrola ha apostado por construir la mayor planta de hidrógeno verde para uso industrial de Europa.
  • Al sur de Madrid está prevista la implantación de la primera planta de hidrógeno con agua regenerada.
  • Y en As Pontes (A Coruña), Endesa está proyectando una planta de hidrógeno verde con una inversión estimada de 144 millones de euros.
  • También Huelva será sede de una hidrogenera que abastecerá 75.000 kilos de hidrógeno al año.